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現在手機和移動設備快充功能基本已經成為其功能之必備,特別是新興的PD電源適配器快充技術將其推向了新的高點。同時PD電源適配器的成本也相應的有所提高,但是卻絲毫未阻擋PD電源適配器的發展,經過一段時間的發展,PD電源適配器的成本也有所控制。

PD電源適配器發展
眾所周知之前手機和平板電腦都通過USB線充電。且電源電壓為直流5V,USB連接器有最大電流的物理局限。所以一般均為5V1A電源適配器或者5V2A電源適配器供電,其缺點表現為充電時間長。但因為之前手機功能也不多,電池容量比較小,這種充電方式大家均可接受。
但隨著只能手機的發展,手機賦予的功能也也來越多,電池容量也爆發式的增加。但依然局限于USB最大電流物理限制,手機以及移動設備采用與充電器采用智能協商更高的電壓,然后移動設備從5V切換到9V、12V、20V或其他電壓值。這個也就成了現在QC快充以及PD快充的雛形。
隨著市場需求以及各式各樣的解決方案,市場上面就出現了眾多不同的快速充電協議,包括高通Quick Charge? 2.0/3.0(QC2.0/3.0)、聯發科技PumpExpress? Plus(PE+ 1.0/2.0)、三星自適應快速充電(AFC)、華為快速充電協議(FCP)、針對直充的華為超級充電
協議(SCP)、其他OEM廠商專有協議、USB Power Delivery(USB PD 2.0, 3.0)、USB-IF可編程電源(PPS)、高通Quick Charge? 4+(QC4+)等等。
所以就需要一個整合,但是面對不同的方案,整合就需要諸多挑戰,且還要解決功率密度、恒壓恒流(CVCC)規范、效率、空載待機功耗、動態負載響應、音頻噪聲、用戶體驗和EMI / EMC共模噪聲等
因此,理想的快速充電系統是能夠協商任何電流和任何電壓,不管協議如何,并克服電源適配器系統的各種挑戰。PD快充協議就是在這樣的時空背景下提出的一套比較完善的解決方案.
USB PD和USB Type-C?USB Type-C?是一種新型連接器技術,可提供極大的擴展能力。它提供22引腳,而Type-A/Type-B連接器僅提供4引腳。它可以替代電源插座(100W),提供用于USB PD的額外引腳和更高的額定電流3A-5A,而Type-B的額定電流僅為2A。
USB Type-C?技術具有普遍通用性,且雙向可用,線纜兩端都是USB Type-C?連接頭,并且連接頭的插入沒有上下之分。它適用于所有移動、計算和電視應用,并得到所有主要消費類OEM廠商的支持。而且,它比Type-A小得多,可以實現更小尺寸的設計。
USB PD 2.0 標準功能USB PD是通過USB Type-C?連接器上的配置通道引腳(CC1 / CC2)運行的通信協議。USD PD 2.0通過USB PD供電數據對象(PDO)提供標準功能。標準PDO結構允許多達7個分立電壓電平(與每步電流限制相關)。有多種產品選項,可以涵蓋具有不同
系統功能的PDO。
USB PD 擴展功能USB PD 3.0向后兼容USB PD 2.0,并增加了直接充電功能。它為可編程電源(PPS)模式提供了一種新型增強供電數據對象(APDO)。移動設備可以高精度地在規定范圍內請求和控制電源適配器的輸出電壓,并實現可編程電流折返。它提供了一種新的支
持直充和其他充電算法的機制。PPS需要20mV /step電壓分辨率,最小電壓可降至3.3V。采用PPS設計的便攜式電源適配器可以直接為移動設備內的電池充電,包括智能手機。這有助于解決移動設備端電源管理的散熱和成本方面的挑戰。
USB PD通過單根線纜提供更靈活的電力和數據傳輸,實現USB功能的最大化。功率流方向不再是固定的。它可以跨多個外設優化電源管理,并提供智能、靈活的系統級電源管理。
不過,移動設備的AC/DC快速充電存在一些限制。傳統的USB PD解決方案未對AC/DC電源進行優化;有些功能超出需求(例如音頻模式,雙向功率流)。它們通常是基于DSP或MCU的,其內在控制器IC成本較高。它們需要許多外部元件和較高的系統BOM成本。它們還要求電源
硬件工程師編寫軟件或固件。其系統設計流程通常很復雜,而且產品設計周期也很長。
簡單的來說,其實PD快充協議就是整合了現有的諸多充電協議,制定了一套完整的標準。也為快充協議規范穩健發展提供了動力。
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